Hurtigste bløde robotter hidtil udviklet af forskere

En gruppe forskere har udviklet en ny type blød robot, der er hurtigere end tidligere versioner, når de bevæger sig på faste overflader eller i vandet. De nye bløde robotter, der er inspireret af biomekanikken hos geparder, kan også følsomt løfte objekter og har nok kraft til at løfte tunge objekter.

Artiklen har titlen “Leveraging elastic instabilities for amplified performance: Spine-inspired high-speed and high-force soft robots”” og er offentliggjort i American Association for the Advancement of Science.

Jie Yin er adjunkt i mekanisk og rumfartsingeniørvidenskab på North Carolina State University. Han er også en af artiklens forfattere.

“Geparder er de hurtigste dyr på land, og de får deres hastighed og kraft fra ryggen,” siger Yin.

“Vi blev inspireret af geparden til at skabe en type blød robot, der har en fjederdrevet, ‘bistabil’ ryg, hvilket betyder, at roboten har to stabile tilstande,” fortsætter Yin. “Vi kan skifte mellem disse stabile tilstande hurtigt ved at pumpe luft ind i kanaler, der løber langs den bløde, silikone-robot. Skiftet mellem de to tilstande frigør en betydelig mængde energi, der giver roboten mulighed for hurtigt at udøve kraft mod jorden. Dette giver roboten mulighed for at galoperere over overfladen, hvilket betyder, at dens fødder forlader jorden.

“Tidligere bløde robotter var kravlere, der hele tiden var i kontakt med jorden. Dette begrænser deres hastighed.”

http://www.youtube.com/watch?v=Z5QAwAOxORo&feature=youtu.be

Tidligere versioner af bløde robotter

På flade og faste overflader var de tidligere hurtigste bløde robotter i stand til at bevæge sig med en hastighed på op til 0,8 kropslængder per sekund.

De bløde robotter, der er skabt af forskergruppen, tilhører en helt ny klasse af robotter, kaldet Leveraging Elastic Instabilities for Amplified Performance” (LEAP). De overgår langt de tidligere, da de kan bevæge sig 2,7 kropslængder per sekund, hvilket er mere end tre gange hurtigere. De opererer ved en lav aktiveringsfrekvens på omkring 3 Hz.

De nye bløde robotter kan også løbe op ad stejle skrænter, hvilket tidligere har været en stor udfordring eller endda umuligt for de svagere.

LEAP-robotterne er omkring 7 centimeter lange og vejer omkring 45 gram.

Swimming Speed

En anden udvikling med de nye bløde robotter er, at de har forbedret svømmehastighed, hvilket kan opnås ved at udskifte fødderne med en finne. Når dette gøres, kan LEAP-robotten nå en hastighed på 0,78 kropslængder per sekund, når den svømmer. Den tidligere hurtigste svømmende robot kunne kun nå 0,7 kropslængder per sekund.

“Vi har også demonstreret brugen af flere bløde robotter, der arbejder sammen, som tang, for at gribe objekter,” siger Yin. “Ved at justere kraften, som robotterne udøver, har vi kunnet løfte objekter, der er så følsomme som et æg, samt objekter, der vejer 10 kilogram eller mere.”

Forskergruppen vil forsøge at øge hastigheden og kraften af robotterne endnu mere, og ser den nuværende udvikling som blot begyndelsen. De har forskellige anvendelser i tankerne, såsom søg- og redningsteknologier.

“Potentielle anvendelser omfatter søg- og redningsteknologier, hvor hastighed er afgørende, og industrielle produktionsrobotter,” siger Yin. “For eksempel kan man forestille sig produktionslinjerobotter, der er hurtigere, men stadig i stand til at håndtere følsomme objekter.

“Vi er åbne for at samarbejde med den private sektor for at finjustere måder, de kan inkorporere denne teknologi i deres operationer.”

Arbejdet blev støttet af National Science Foundation.